Océanographie de la côte de la Colombie-Britannique - Pêches et ...

TABLEAU 6.3 Longueur d'onde approximatives (L) et vitesse (C)
d'ondes sinusoïdales de faible amplitude en eau profonde. Pour une
période d'onde donnée (T), on utilise la relation simple L = (g/27r)T2
et C = LIT = -L/2r, où g est l'accélération de la pesanteur de la
Terre. En utilisant les valeurs de g données dans l'annexe A, la formule
pour la longueur d'onde devient L = 5,16T2 pi ou L = 1,56T2
m. En profondeur (D), chaque vague devient une vague en eau peu
profonde.
Longueur
Période
(s)
d'onde
(m) (pi)
Vitesse de la vague
(mis) (pi/s) (kn)
5 39 128
10 156 512
15 351 1161
20 624 2048
25 975 3200
7,8 25,5 15
15,6 51,1 30
23,4 77,1 46
31,2 102,1 61
40,0 128,0 76
et la période d'une vague moyenne en eau profonde
tendent à s'accroître avec la hauteur, ce qui est relié
directement à la force, la durée et la course du vent.
Malheureusement, de telles données ne sont applicables
qu'à des mers entièrement levées parce qu'elles représentent
un état limite naturel, toujours le même dans
tous les océans du monde. Il n'en est pas ainsi pour les
houles. Leur propriété à un endroit et à un moment
donnés dépend fortement de leur genèse et des facteurs
qui les ont influencés pendant leur marche sur l'océan.
A cause de la plus grande course, la houle du
Pacifique est en général plus longue que celle de
l'Atlantique, bien que la longueur d'onde maximale enregistrée
— 820 m — le fut dans l'Atlantique équatorial.
À cause de sa plus grande longueur, la houle peut
franchir de grandes étendues d'océan en perdant peu
d'énergie; de la houle générée dans l'océan Antarctique
a été détectée sur la côte de l'Alaska. D'autre part, dans
les régions dont la profondeur diminue, la houle perd
rapidement de son énergie. Une fois qu'elle a pénétré le
détroit Juan de Fuca, par exemple, son amplitude
commence à diminuer rapidement, et, lorsque elle a
atteint Victoria, elle a presque disparu. Avant de
déferler sur le rivage, la houle, comme toutes les ondes
de gravité, croît en amplitude et décroît en longueur
d'onde sur des régions dont la profondeur diminue
rapidement. (À propos, les surfeurs ne sont pas « transportés
» par la vague, mais ils glissent plutôt le long de
celle-ci comme un skieur sur une pente. Ils restent à la
même altitude parce que le front de la vague monte continuellement
lorsqu'ils glissent vers le bas!)
Vitesse de groupe
D = L/20
Profondeur
(m)
2
8
18
31
49
Un autre aspect important de la propagation des
ondes est la vitesse de groupe. Contrairement à la
croyance populaire, chaque vague n'est pas une entité
qui se propage seule. Elle fait toujours partie d'un
groupe ou d'un « train » d'ondes semblables, dont
l'étendue est limitée simplement parce que leur cause a
une étendue limitée. Par exemple, une tempête souffle
seulement au-dessus d'une région confinée de l'océan.
Souvent, la nature groupale du train d'ondes n'est pas
remarquée à cause du grand nombre de mouvements de
surface dans les eaux libres, ou parce que l'étendue du
—101—
groupe est si importante que son début ou sa fin sont
hors de la portée du regard du marin. Cependant, il arrive
parfois que certains groupes d'ondes soient très visibles.
Les rides produites par un caillou lancé dans un
étang calme s'éloignent en un train distinct de vaguelettes
concentriques. Les plaisanciers, dans les détroits
Juan de Fuca et de la Reine-Charlotte, pendant les jours
relativement calmes, remarquent souvent le passage de
groupes d'une dizaine d'ondulations longues et faibles
associées aux trains d'ondes de la houle en provenance
de l'océan Pacifique. Ou, encore, considérons le sillage
d'un bateau à moteur dont la coque déplace une certaine
quantité d'eau et supposons que ce sillage s'approche
d'un canot pneumatique à la dérive. Tout d'abord, le
sillage qui s'avance est composé d'un groupe d'ondes de
gravité superficielles, en général assez peu nombreuses
pour être dénombrées. Si l'on porte son attention à
l'une des vagues du groupe, on s'aperçoit qu'elle se propage
jusqu'au bord antérieur du groupe, puis disparaît
(fig. 6.13). En fait, chaque onde successive fait de
DIRECTION DE
L'AVANCEMENT DU GROUPE
■,«_____
I ,
/3
/
/
/
LA VAGUE 1 1'7 LA VAGUE 4
/
MEURT NAÎT
/
,
,
1 /
/
/3
/
FIG. 6.13 Progression d'un train (ou d'un paquet) d'ondes de gravité
en eau profonde sur la surface de la mer. Le drapeau qui avance
mesure la vitesse du groupe, montrée également par la légère inclinaison
de la ligne qui traverse le drapeau. La vitesse de l'onde (ou
vitesse de phase) est donnée par l'avancement de la vague 3 et la ligne
très inclinée qui la recoupe. En eau profonde, le groupe se déplace à la
moitié de la vitesse des ondes individuelles.
même : elle « naît » à l'arrière du groupe, se propage au
travers, puis « meurt » à l'avant. Une onde individuelle
n'existe que le temps qu'elle met à se déplacer de l'arrière
à l'avant du groupe. C'est dire qu'une vague individuelle
se déplace plus rapidement que l'ensemble du
groupe. Ainsi, la vitesse du groupe est moindre que celle
de l'onde. En eau profonde, la vitesse du groupe est
exactement la moitié de celle des vagues. Donc, l'énergie
des vagues est transportée vers le canot pneumatique à
la moitié de la vitesse des vagues individuelles. (Cependant,
à mesure que la profondeur d'eau diminue, la
vitesse du groupe commence à se rapprocher de celle des
vagues, et ces deux vitesses deviennent égales en eau peu
profonde.)
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